Análisis Dinámico de Esfuerzos en un Sistema de Cañerías para el Transporte de Pulpa Mineral de Cobre

Abstract

El objetivo principal del presente Trabajo de Título es proponer y evaluar un procedimiento de cálculo para el análisis dinámico en sistemas de cañerías de transporte de pulpa de cobre, que permita establecer criterios de diseños alternativos al análisis estático equivalente y que sea aceptado por las normas existentes referidas al tema.

Debido a la naturaleza dinámica del diseño sísmico y considerando que un sismo es una excitación aleatoria de frecuencias y diferentes niveles de aceleración, sus efectos pueden ser expresados adecuadamente por un espectro de respuesta. Este, muestra que las fuerzas experimentadas por la cañería durante un sismo no sólo son función de su magnitud, sino además de las formas de vibración natural del sistema en análisis.

Se realizó una caracterización del movimiento de un sismo de un lugar geográfico de interés y se representó en forma de espectro de respuesta para el análisis, como dicta la norma. Se establecieron las ecuaciones fundamentales que caracteriza el fenómeno, se procedió con el análisis modal clásico, obteniendo la máxima respuesta de cada modo de vibración. Estas respuestas modales fueron combinadas para obtener la respuesta sísmica total sobre el sistema.

Finalmente se comparó los resultados obtenidos mediante este procedimiento con los valores que resultan del modelo simplificado de cargas estáticas que representan al sismo, obteniendo una disminución significativa en algunos valores sobre las restricciones y en los niveles de esfuerzo interno del sistema, según la norma B31.11.

El resultado final es la obtención de un criterio de diseño alternativo y mejorado del análisis estático equivalente, que incrementa la comprensión del fenómeno, permitiendo la reducción del nivel de cargas de diseño sobre la estructura de soporte y reducción del factor de seguridad aplicable al diseño del sistema.